NK细胞检测方法及系统与流程

文档序号:15733697发布日期:2018-10-23 21:06阅读:2251来源:国知局

本发明涉及生物、微生物分析检测领域,尤其是涉及一种NK细胞检测方法及系统。



背景技术:

现代医学的发展很大程度上依赖于实验手段和仪器设备,其中显微镜的应用非常广泛,通过光电转换系统,又可以把显微镜下的图像通过计算机采集出来进行显示和分析。普通显微镜已经可以做很多的分析和实验,但为了扩大微观世界的观测范围,后来又发展出超高倍显微分析装置,有效提高了放大倍数,对生物细胞和微生物观察得更清晰直观,观察到更多的细节,提高了分析的精确度。把显微图像采集到计算机里来,可以进行显示、存档和记录打印,并且还可以利用计算机的分析手段来达到对图像进一步分析的目的,得到更好的分析效果。载物台采用XYZ三轴自动运动的载物台,可实现自动走台自动聚焦功能,自动化程度更高。

NK细胞的杀伤活力大,作用于靶细胞后杀伤作用出现早,NK细胞的靶细胞主要有某些肿瘤细胞(包括部分细胞系)、病毒感染细胞、某些自身组织细胞(如血细胞)、寄生虫等,因此NK细胞是机体抗肿瘤、抗感染的重要免疫因素,与免疫细胞检测相结合,也是进行癌症早期预警的重要检查手段。

目前,临床中进行NK细胞检测的办法很少,主要有流式细胞法(FCM),它是通过特定的荧光剂进行染色,并对所发荧光光度进行计量来测量的,测量复杂、时间周期长,信噪比高造成了精度偏低,尤其是NK细胞含量特别少的时候精度很差,不适合NK细胞的早期发现。直接进行NK细胞图像检测的方法是利用布氏显微镜,只需指尖1滴血,就可以进行人工检测了。当然布氏显微镜还能对每个人的身体现状、疾病隐患及未来趋势进行分析与评估,向诊断者提供最直接、清楚、及时和准确的诊断图像及意见,从彩色屏幕上看到血液中细胞、血小板、细菌、真菌和寄生虫等的立体形态、结构和数量等变化,通过观察到体内氧化自由基的情况和自由基存在的踪迹,以此来判断肿瘤、炎症、心、脑血管疾病、内分泌疾病、过敏和颈椎病等,在几分钟内可对人体的身体状况做一个准确、全面的评估。

目前通过显微镜系统来进行检查,都是通过人工眼睛观察来判断的,这是因为图像自动识别技术还不过关,没法自动判断,只能人工来判断。NK细胞的个数也是靠人工来观察的,作为定性分析,还是可以的,但用来定量分析,精确度还是难满足要求的。NK细胞杀伤力巨大,是人体有重大病毒感染或者出现癌细胞后才会相应出现的杀伤免疫细胞,无论从抵抗疾病的角度,尤其是早期判断癌症的角度,精确测量NK细胞都是非常需要的,这也是一个老大难问题了,目前现有技术中,还没法做到通过显微镜图像测量的方法来自动测量NK细胞,其精度还达不到实用的程度,只能间接染色法测量,精度低、过程复杂。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种NK细胞检测方法及系统,以解决现有技术中在人工观察NK细胞方面,存在的技术难度大、检测精度低、过程复杂。

本发明提供一种NK细胞检测方法,包括:

获取包含NK细胞在内的显微图像;

再获取白细胞的显微图像,可看出白细胞内含有透光斑点;

进行边缘检测,并填充边缘内部空隙,以形成完整的NK细胞形状;

计算填充前后NK细胞的面积差;当高于第一设定值时,则判断为淋巴细胞;

再对NK细胞边缘内的图像进行分割,计算出白细胞内透光斑点的面积和圆度值,当高于第二设定值时,则可判定为NK细胞。

在上述技术方案中,进一步的,获取包含NK细胞在内的显微图像:

显微镜系统获取人体活血图像;

由固定在显微镜系统上的视频头采集图像,转换成电信号后,传输至分析模块。

在上述技术方案中,进一步的,白细胞内含有透光斑点及NK细胞边缘内的图像都是通过自动修正阈值的方法来进行图像分割,提高边缘检测的准确性。

此外,本申请还提供一种NK细胞检测系统,包括:

显微镜系统,所述显微镜系统用于获取包含NK细胞在内的显微图像及再获取白细胞的显微图像;

图像信息采集模块,所述图像信息采集模块与显微镜系统连接,用于接收以及处理显微图像;

分析模块,所述分析模块与图像信息采集模块和控制模块连接,用于分析获取的显微图像;进行边缘检测,并填充边缘内部空隙,以形成完整的NK细胞形状;计算填充前后NK细胞的面积差;当高于第一设定值时,则判断为淋巴细胞;再对NK细胞边缘内的图像进行分割,计算出白细胞内透光斑点的面积和圆度值,当高于第二设定值时,则可判定为NK细胞;

输出模块,所述输出模块与分析模块连接,用于输出分析模块的分析结果。

在上述技术方案中,进一步的,所述输出模块为打印机。

在上述技术方案中,进一步的,所述显微镜系统还包括能够实现自动平移及对焦的三轴自动运动载物台。

在上述技术方案中,进一步的,所述显微镜系统包括显微镜和透镜组构成,所述透镜组与显微镜连接,所述视频头固定在透镜组上。

在上述技术方案中,进一步的,所述透镜组由多个透镜胶合而成。

在上述技术方案中,进一步的,还包括控制模块,所述控制模块一方面与分析模块连接,另一方面与显微镜系统连接。

在上述技术方案中,进一步的,所述图像信息采集模块为数字视频头或者模拟视频头。

相较于现有技术,本发明提供的NK细胞检测方法,是对NK细胞的显微图像进行采样,利用图像分析方法,同时对NK细胞边缘内的图像通过自动修正阈值的方法来进行图像分割,计算出白细胞内透光斑点的面积和圆度值,当高于设定值时,则可判定为NK细胞,可以更精确直接的识别出人体内的NK细胞,并且这种测量时间短、不需要染色培养等复杂的过程,简便、可靠、为早期癌症预警及更好的观察药物治疗的效果及疾病康复,提供了一个非常有效的检测方式。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请的一些实施例提供的NK细胞检测方法流程示意图;

图2为本申请的一些实施例提供的NK细胞检测系统的结构示意图;

图3为本申请的一些实施例提供的NK细胞检测系统的显微镜系统的结构示意图。

附图标记:

1-显微镜系统;2-图像信息采集模块;3-分析模块;4-输出模块;5-控制模块;11-显微镜;12-透镜组;13-三轴自动运动载物台。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1,本发明提供一种NK细胞检测方法,包括:

在步骤110中,获取包含NK细胞在内的显微图像。

其中,获取显微图像的设备为显微镜系统1和视频头,显微镜系统1包括显微镜11和透镜组12构成,所述透镜组12与显微镜11连接,所述视频头固定在透镜组12上。

其中,观测对象是人体活血载玻片。

在步骤120中,再获取白细胞的显微图像,可看出白细胞内含有透光斑点。

本实施例在图像识别中是通过自动修正阈值的方法来进行图像的分割,并进行边缘检测,进行填充,求出填充的面积大小。

在步骤130中,进行边缘检测,并填充边缘内部空隙,以形成完整的NK细胞形状。

因为NK细胞边缘有些模糊,用固定的阈值进行图像分割的话,很难准确检测出边缘。因此,本实施例在图像识别中是通过自动修正阈值的方法来进行图像的分割,来保证NK细胞边缘检测的准确性。所述自动修正阈值的方法,就是用不同的阈值来进行图像分割,不同的阈值会得到不同的NK细胞面积图,选择其中最接近平均面积的阈值作为最佳阈值,可以选择固定阈值,追求可靠性。选择阈值完成边缘检测后,将里面的空隙填满,就变成一个完整的NK细胞的形状。

在步骤140中,计算填充前后NK细胞的面积差;当高于第一设定值时,则判断为淋巴细胞。

在步骤150中,再对NK细胞边缘内的图像进行分割,计算出白细胞内透光斑点的面积和圆度值,当高于第二设定值时,则可判定为NK细胞。

判断是否是NK细胞,一个是要判断是否淋巴细胞,再一个是要判断细胞里是否有比较圆的透光斑点,确定了NK细胞边缘以后,将边缘内的图像提取出来,再进行不同阈值进行图像分割,不同的阈值会得到不同的透光斑点面积图,选择其中最接近平均面积的阈值作为最佳阈值,图像分割后的边缘作为透光斑点的边缘,计算其面积和圆度,如果是淋巴细胞,同时透光斑点面积和圆度超过设定值,则可判定为NK细胞。

相较于现有技术,本发明提供的NK细胞检测方法,是对NK细胞的显微图像进行采样,利用图像分析方法,同时对NK细胞边缘内的图像通过自动修正阈值的方法来进行图像分割,计算出白细胞内透光斑点的面积和圆度值,当高于设定值时,则可判定为NK细胞,可以更精确直接的识别出人体内的NK细胞,并且这种测量时间短、不需要染色培养等复杂的过程,简便、可靠、为早期癌症预警及更好的观察药物治疗的效果及疾病康复,提供了一个非常有效的检测方式。

参阅图2,本发明提供一种NK细胞检测系统,包括显微镜系统1、图像信息采集模块2、分析模块3以及输出模块4。

显微镜系统1,所述显微镜系统1用于获取包含NK细胞在内的显微图像及获取白细胞的显微图像;

参阅图3,显微镜系统1包括显微镜11和透镜组12构成,所述透镜组12与显微镜11连接。

图像信息采集模块2,所述图像信息采集模块2与显微镜系统1连接,用于接收以及处理显微图像;

在一些实施例中,所述图像信息采集模块2为视频头,视频头固定在透镜组12上。具体来说视频头有两种方式:

一种是光学信号通过模拟视频头变成模拟电信号,送到计算机图像采集卡中,变成计算机里的图像信号;另一种,是直接安装数字视频头,不再通过图像采集卡直接变成数字信号进入计算机,这样的图像清晰度更高,没有转换的信号失真。

分析模块3,所述分析模块3与图像信息采集模块2和控制模块5连接,用于分析获取的显微图像;进行边缘检测,并填充边缘内部空隙,以形成完整的NK细胞形状;计算填充前后NK细胞的面积差;当高于第一设定值时,则判断为淋巴细胞;再对NK细胞边缘内的图像进行分割,计算出白细胞内透光斑点的面积和圆度值,当高于第二设定值时,则可判定为NK细胞;

输出模块4,所述输出模块4与分析模块3连接,用于输出分析模块3的分析结果。

在一些实施例中,所述输出模块4为打印机,打印机把分析的结果进行打印输出,包括文字和图像信息。在一些实施例中,所述输出模块4为显示屏,用于显示分析结果。

在一些实施例中,所述显微镜系统1还包括能够实现自动平移及对焦的三轴自动运动载物台13。

载物台可以是普通载物台,也可以是三轴自动运动载物台13,载物台采用XYZ三轴自动运动的载物台,可实现自动走台自动聚焦功能,自动化程度更高。具体来说,XY轴控制载物台平面运动,Z轴可以实现自动聚焦功能,控制Z轴变化,采集相应的图像,分析其清晰度,最清晰的位置即为聚焦最佳位置。

在一些实施例中,透镜组12由多个透镜胶合而成。

NK细胞检测系统还包括控制模块5,所述控制模块5一方面与分析模块3连接,另一方面与显微镜系统1连接。具体来说,控制模块5控制三轴自动运动载物台13动作,实现自动调整对焦。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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